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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10016288&local_id=10024055
화학적으로 기능화된 나노계의 양자 전도에 대한 이론적 이해
Reports NRF is supported by Research Projects( 화학적으로 기능화된 나노계의 양자 전도에 대한 이론적 이해 | 2008 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 강홍석(전주대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number C00041
Year(selected) 2008 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2010년 08월 10일
Year type 결과보고
Year(final report) 2010년
Research Summary
  • Korean
  • 비평형 그린함수법과 밀도범함수론을 결합하여 최근 합성된 mu-bolyl triple decker sandwich complex의 양자전도도를 계산하였는데, 이 때 이 샌드위치화합물은 루테늄과 코발트가 오각형괴리들 사이에 샌드위치된 것이다. 금(111)나노선에 결합된 이 화합물의 전류-전압 특성은 외부 전압하에서 매우 강한 비선형및 비대칭적인 거동과 여러 개의 음의 미분저항(negative differential resitance: NDR) 현상을 함께 보인다. 본 연구위 분석에 의하면, 이 효과의 기원은 매우 다양하다: 즉 좁은 bulk 또는 표면의 전극상태밀도의 존재때문이거나, 두 금속 이온의 d-상태들의 정렬과 비정렬에 의해 일어 난다. 중간 고리의 수소 원자들을 전기음성도가 강한 염소 이원자로 치환한 경우 전류-전압 특성을 함께 비교 연구하였다.
  • English
  • Using a nonequilibrium Green…s function method combined with density functional theory, we have calculated the quantum conductance of a recently synthesized ?-borolyl triple decker sandwich complex, in which Ru and Co ions are sandwiched between three five-membered rings. The current-voltage characteristics of the complex when connected to Au (111) wire exhibit a strong nonlinear and asymmetric behavior at applied bias, in which multiple negative differential resistance (NDR) effects are observed. Our detailed analysis shows that the origin of the effect is quite diverse: this diversity can be attributed to the existence of a narrow bulk or surface electrode density of states and the alignment and misalignment of d-states of two metal ions. The substitution effect has been also investigated by replacing hydrogen atoms on the central ring with electronegative chlorine atoms.
Research result report
  • Abstract
  • 비평형 그린함수법과 밀도범함수론을 결합하여 최근 합성된 mu-bolyl triple decker sandwich complex의 양자전도도를 계산하였는데, 이 때 이 샌드위치화합물은 루테늄과 코발트가 오각형괴리들 사이에 샌드위치된 것이다. 금(111)나노선에 결합된 이 화합물의 전류-전압 특성은 외부 전압하에서 매우 강한 비선형및 비대칭적인 거동과 여러 개의 음의 미분저항(negative differential resitance: NDR) 현상을 함께 보인다. 본 연구위 분석에 의하면, 이 효과의 기원은 매우 다양하다: 즉 좁은 bulk 또는 표면의 전극상태밀도의 존재때문이거나, 두 금속 이온의 d-상태들의 정렬과 비정렬에 의해 일어 난다. 중간 고리의 수소 원자들을 전기음성도가 강한 염소 이원자로 치환한 경우 전류-전압 특성을 함께 비교 연구하였다.
  • Research result and Utilization method
  • +2, -2V의 외부 전합하에서 이 화합물의 양자전도는 52 micro-S보다 크며, 이는 전도도가 전도양자의 68%보다 큼을 의미한다. [-2.5,+2.5]V의 바이어스 전압하에서 전류-전압 특성은 비선형및 비대칭적이다. 전류는 높은 전압하에서 빠르게 증가하며, 여러 개의 전압하에서 NDR 효과를 보인다. 본 연구의 분석에 의하면 이 현상의 원인은 매우 다양하다. 1차원적인 나노물질의 특성인 van Hove 특이현상에서 기인하는 전극의 좁은 전자상태 밀도가 가장 큰 NDR 효과의 원인이 된다. 다음으로, 전극 표면의 좁은 전자상태밀도도 중요한 원인이 되며, 가장 작은 NDR 현상의 원인으로는 2개의 전이금속들의 d-상태가 서로 정렬하거나 어긋남으로써 야기되는 것이다.
    이 외에 변 연구에서는, 주어진 바이어스 전압하에서 산란지역 샌드위치 화합물의 분자 준위들이 어떻게 변하는지, 이에 따라 전도 현상이 어떻게 변하는지를 자세히 분석하였다. 중간 오각형 고리에 수소 원자 대신에 염소 원자들이 치횐된 경우에는, 산란 중심의 위치에너지 장벽이 낮아지고 장벽들 사이에 존재하는 위치에너지 우믈이 깊어지므로, 치환이 되지 않은 경우에 비해 높은 전기 전도를 나타낸다.

    본 연구의 대상은 실험적으로 합성된 금 나노선과 삼중 샌드위치화합물을 대상으로 한 것이므로, 실제 이를 이용한 일차원적인 분자전자장치를 제직하고 이용하는데 크게 기여할 것이다. 왜냐하면, NDR 효과들은 고주차 진동자, 아날로그-디지탈 변환, 디지탈 논리 회로등에 매우 유용하게 사용되며, 이를 위해서는 NDR의 원인을 이해하는 것이 필수적이기 때문이다.
  • Index terms
  • 비평형그린함수법, 밀도범함수론, 양자전도, 뮤-보롤릴 삼중샌드위치 화합물, 음의 미분저항(negative differential resistance), 전류-전압 특성
  • List of digital content of this reports
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